筋肉が収縮する仕組み〜滑走説とは?〜

2019.10.09インフォメーションストレッチパーソナルジム生理学

 

みなさんこんにちは!

パーソナルジムASP 新垣です!

 

本日は筋肉が収縮する仕組みと、その収縮関わっている物質について解説していきたいと思います!

生理学的な内容で少し難しい内容にはなりますが、頑張って付いて来て下さい!

 

骨格筋の構造

まずは、筋肉の構造について簡単に解説していきます!

私たちの体を動かしてくれる筋肉の中には、無数の繊維が存在しています!

骨格筋はたくさんの『筋繊維束』が詰まっていて、筋繊維束の中には『筋繊維』、さらに筋繊維の中には『筋原繊維』というように、マトリョーシカのような構造をしいます!

 

 

 

そして筋原繊維を拡大してみていくと、

筋節(サルコメア)と呼ばれる縞模様の仕切りが見られます!

この仕切りを『Z膜』と呼び、筋収縮の最小単位となります!

 

そして、このZ膜の左右には、筋肉の収縮に関わる、2つのフィラメントが存在しており、この2つのフィラメント筋肉の収縮において重要な働きをしています!

細く見えるフィラメントを『アクチンフィラメント』

太く見えるフィラメントを『ミオシンフィラメント』と呼んでいます!

このアクチン・ミオシンはタンパク質の名前です!

 

 

 

 

筋肉の収縮の仕組み(滑走説)

筋肉の収縮は、アクチンフィラメントがミオシンフィラメントに向かって滑り込むように見えることから『滑走説』と呼ばれています!

これからこの『滑走』が同様に起きているのか、詳しく解説していきます!

 

筋肉の収縮までの大まかなサイクル

①刺激 → ②筋小胞体からのカルシウムイオンの放出 → ③カルシウムイオンのトロ ポニンへの結合 → ④トロポミオシンの変形 → ⑤ミオシン頭部への ATP の結合→⑥ミオシンの収縮によるアクチンの滑走

 

・筋肉の収縮を制御しているのは、カルシウムイオンという物質です!

アクチンフィラメントにはトロポミオシンというタンパク質が巻きついており、通常ミオシンフィラメントとアクチンフィラメントは結合できないように鍵がかかったような状態になっています!

 

・脳から筋肉に対して『収縮しろ』という命令が出ると、筋繊維にその興奮が伝わります(①)

・筋繊維の細胞膜を経由して興奮が筋小胞体に伝わり、筋小胞体が Ca2+ を放出し、
Ca2+ がトロポニンと結合するとトロポミオシンのはたらきが阻害され、鍵が解除されるような状態となり、アクチンとミオシンが結合できるようになります。(②. ③,④)

 

 

・アクチンとミオシンが結合すると、ATPと呼ばれる物質を使ってエネルギーを発生させまます!

・この時に発生したエネルギーを利用し、ミオシンフィラメントがアクチンフィラメントを自分の方にたぐり寄せて(滑り込ませて)筋肉の収縮が起こります!(⑤,⑥)

 

 

エネルギーを消費した後は、再び鍵のかかった状態に戻り、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントは離れた状態に戻ります!

・こうしてミオシンははじめの姿勢に戻り、次のサイクルが始められる。

 

〜まとめ〜

このように、普段何気なく動かしている筋肉の収縮にはこれだけ複雑な反応が起きています!

学べば学ぶほど、人間の体は面白いなと感じます!

このブログをご覧になっているみなさにも、人の体の不思議をもっと知って頂けるような発信を今後も行っていきます!

また次回の投稿もお楽しみに!

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